Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор состояния проблемы автоматизированной фильтрации 7
1.1. Тонкость фильтрации и износ 7
1.2. Обзор типовых вариантов конструкции соф 35
1.3. Гидродинамическая несимметрия течения в канале с путевым расходом: обзор 53
1.4. Обзор типовых вариантов топологической структуры системы смазки 61
1.5. Постановка задач исследования 72
Глава 2. Гидродинамика призматических фильтрующих каналов 73
2.1. Основное уравнения гидродинамики течения в канале с проницаемыми стенками и постановка задачи 73
2.2. Решение для раздающего коллектора 88
2.2.1. Случай линейной характеристики проницаемой поверхности 88
2.2.2. Случай квадратичной характеристики 93
2.2.3. Случай линейно.квадратичной характеристики 99
2.3. Решение для сборного коллектора 102
2.4 Экспериментальное исследование гидродинамики течений 105
2.5 Применение модели к фильтроэлементам boll&kirch и rellumix 113
2.6 Зависимость скорости жидкости, необходимой для отрыва частиц, от их размера 120
2.7 Конструкторские решения, учитывающие эффект гидродинамической несимметрии 124
ГЛАВА 3. Влияние схемных решений по системе смазки тепловозного дизеля на загрязненность масла 146
3.1. Случай отсутствия утилизации загрязнений 146
3.2. Утилизация путем организации специального контура сепарации масла 150
3.3. Утилизация при помощи центрифуги, включенной байпасно перед соф 153
3.4. Утилизация при помощи сепаратора, установленного в Канале регенерации соф 156
3.5. Применение центробежного очистителя и самоочищающегося фильтра в качестве средства для дегазации масла в двс 162
3.6. Варианты по рациональной компоновке системы смазки, повышающие эффективность работы соф и усиливающие системные эффекты 178
Глава 4. Экспериментальные исследования соф и автоматизированных систем смазки 202
4.1. Эксплуатационные испытания самоочищающихся фильтров gm250a34/12s15 и gm 99780 (моатті) с дизелями 12чн26/26 и 16чн26/26 202
4.2. Лабораторные и стендовые испытания самоочищающихся фильтров типа 6.46 (boll&kirch), и Lam280 (моатті) 212
4.3. Оценка полезного эффекта от внедрения на тепловозах автоматизированной системы полнопоточной фильтрации масла 226
Выводы 230
Литература
- Гидродинамическая несимметрия течения в канале с путевым расходом: обзор
- Случай линейной характеристики проницаемой поверхности
- Утилизация при помощи сепаратора, установленного в Канале регенерации соф
- Лабораторные и стендовые испытания самоочищающихся фильтров типа 6.46 (boll&kirch), и Lam280 (моатті)
Введение к работе
Актуальность проблемы. В современных условиях грузоперевозок на ж/д транспорте возросла роль ресурсосберегающих технологий. В частности, необходим режим экономии эксплуатационных затрат при использовании тягового подвижного состава в связи с повышением цен на запасные части и с прекращением функционирования ряда предприятий, выпускавших необходимые комплектующие. Это делает актуальной проблему уменьшения износа деталей тепловозной энергоустановки - дизеля. Современный подход к данной проблеме - применение автоматизированных фильтровальных устройств, позволяющих уменьшить износ за счет уменьшения тонкости отсева, сократить затраты на обслуживание системы смазки и устранить проблему утилизации сменных фильтроэлементов. Диссертационная работа связана с тематикой НИР ВНИИЖТ МПС.
Задачами исследования являлись следующие:
1. Разработка инженерного метода расчета и рационального выбора параметров фильтрующих каналов, используемых в современных самоочищающихся фильтрах (СОФ). Экспериментальная проверка теоретических результатов исследования. Разработка конструкторских решений, направленных на рациональное использование особенностей гидродинамики (гидродинамической несимметрии) этих каналов.
2.Исследование схемных решений по системе смазки с целью выбора рациональной схемы, минимизирующей уровень загрязнений масла, и выявления системных эффектов применения СОФ. Разработка конструкторских средств усиления этих эффектов.
3. Экспериментальное исследование различных схем системы смазки тепловозного дизеля с СОФ.
Объектом исследования являлись самоочищающиеся фильтры, предназначенные для использования в системах смазки форсирован-
ных тепловозных дизелей, а также схемные решения по их применению в указанных системах.
Методика исследования основана на применении теоретической гидродинамики и системного подхода к оценке схемных решений и выбору свойств элементов автоматизированной системы смазки. При этом выбор конструкторских параметров ло фильтру осуществлялся с учетом требований, предъявляемых к нему со стороны дизеля и системы смазки. Анализ систем производился с использованием средств нелинейного программирования и теории автоматического управления.
Научная новизна. В результате исследования:
-
Разработан инженерный метод расчета параметров фильтрующих каналов призматической формы с учетом особенностей их гидродинамики. По результатам испытаний идентифицированы параметры математической модели (компоненты сил трения при работе канала в режиме раздаточного коллектора).
-
Выявлено определяющее влияние продолжительности циклической промывки участков фильтрующей поверхности на уровень загрязнений масла и фильтрационную нагрузку СОФ.
3. Впервые предложено применение СОФ в качестве средства для дегазации масла на основе позитивного использования фильтрационного эффекта.
4. Выявлена возможность использования схемных решений по системе смазки для создания и усиления системных эффектов, сопровождающих применение СОФ для тепловозных ДВС.
Практическая ценность работы. Результаты исследования использованы при совершенствовании системы фильтрации масла дизелей тепловозов 2ТЭ10, 2ТЭ116, ТЭП70 и др.
Апробация работы. Полученные результаты докладывались на научно-технической конференции преподавательского состава МГОУ (г. Коломна, 1999 г.) и на Всероссийской научно-практической конференции "Совершенствование подвижного состава и его обслуживание" (С.Петербург, 1999 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в четырех статьях и защищены четырьмя патентами на изобретения.
Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, выводов и списка используемой литературы. Работа изложена на 248 страницах и содержит 120 рисунков, 3 таблицы и 154 наименования использовавшихся литературных источников.
Гидродинамическая несимметрия течения в канале с путевым расходом: обзор
Эксплуатационные испытания самоочищающихся фильтров фирмы Moatti с дизелями 12ЧН26/26 и 16ЧН26/26, проводившиеся с целью проверки их работоспособности в условиях поездной работы тепловоза 2ТЭ116, показали, что характерной чертой отказов автоматизированного фильтра было отчетливо заметное провисание сеток, вызванное перепадом давления при загрязнении фильтра. Такое провисание приводит к увеличению размера ячеек сетки, а также к дросселированию прохода для фильтрата, что активизирует дополнительный прирост перепада давления. Разрушения сетчатой рабочей поверхности имеют усталостный характер, вызванный периодическим реверсированием потока жидкости. Таким образом, можно сказать, что выбранный фир 39
Обзор состояния проблемы автоматизированной фильтрации мой Moatti тип фильтрующей поверхности является наиболее консервативной и слабой стороной конструкции фильтра.
Самоочищающийся фильтр фирмы Rellumix. Первый самоочищающийся фильтр типа FA фирмы Rellumix был поставлен на серийное производство в 1961 году. Его принципиальная схема показана на рис.4. В фильтре применены элементы FIPOCA (см. рис.3), которые работают в режиме фильтрации при движении жидкости снаружи вовнутрь. Указанные элементы выполнены в виде штампованных колец 4 с каналами 2 и 3, пересекающимися в пространстве.
Регенерация рабочей поверхности фильтроэлементов производится путем вытеснения фильтрата потоком из внутренней полости элемента свечного типа наружу, в результате загрязнения сбрасываются с фильтрующей поверхности. Вытеснение осуществляется с помощью гидропривода 3 под давлением, превышающим давление в полости фильтруемой среды. Этот же гидропривод одновременно осуществляет перемещение распределительного органа 4, с помощью которого производится отключение промываемого фильтроэлемента 1 от канала фильтрации. Работоспособность фильтра обеспечивается при давлении на вы-ходе фильтра не менее 2 кГ/см . Документация фирмы требует обязательной установки на указанном выходе дросселя, который создавал бы нужный подпор давления.
В фильтрах типа FA отсутствует механизм принудительного отвода смываемых загрязнений. Предполагается, что загрязнения должны оседать в полости 2 корпуса и периодически удаляться через вентиль 5 в виде отстоя. Для дизельного масла, содержащего в виде твердой фазы высокодисперсные загрязнения, Глава 1. Обзор состояния проблемы автоматизированной фильтрации Фильтрующие элементы FIPOCA, используемые фирмой Rellumix в фильтрах типа FA Обзор состояния проблемы автоматизированной фильтрации гравитационный механизм осаждения не "работает". Этому препятствует также поток фильтруемой жидкости, который снова отбрасывает частицы твердой фазы на фильтрующую поверхность.
Недостатки конструкции фильтра FA преодолены в фильтре типа FRA (см. рис.5.). Этот фильтр был поставлен на производство в 1979 году. Его особенностью является фильтрация через фильтроэлементы изнутри наружу. В результате загрязнения локализуются на внутренней поверхности элементов 1, откуда они отводятся обратным током фильтрата при его течении из полости 2 сквозь поверхность фильтрации к выходному фланцу 5 канала отвода загрязнений. Утилизация смываемых загрязнений осуществляется в центробежном фильтре 6 с реактивным приводом ротора.
Фильтроэлемент 1 содержит перфорированный каркас, на который вплотную снаружи намотана фильтрующая сетка полотняного плетения из полиамидной нити. Поверх сетки наложена поддерживающая полиамидная сетка из крупных нитей, обжимающих первую сетку с усилием, достаточным, чтобы выдер-жать перепад давления на фильтрующем модуле до 10 кГ/см . Данный перепад давления предписан международным стандартом [142].
Ниже будет показано (см. гл.2), что для фильтроэлементов свечного типа характерна гидродинамическая несимметрия течения в них. В конструкции фильтра Rellumix эффект неравномерной интенсивности загрязнения и промывки рабочей поверхности по длине не учтен и наиболее интенсивно загрязняющиеся участки фильтроэлемента в режиме регенерации промываются Глава 1. Обзор состояния проблемы автоматизированной фильтрации Обзор состояния проблемы автоматизированной фильтрации наименее интенсивной частью потока. Это обстоятельство обуславливает необходимость реализации высоких скоростей обратного тока фильтрата в ходе промывки для восстановления фильтрующей поверхности после ее загрязнения.
Фильтры фирмы Rellumix имеют исполнения с гидравлическим приводом 3 (тип FRA-H) и с электрическим (тип FRA-E).
Самоочищающийся фильтр фирмы Boll&Kirch. Период эволюции фильтров этой фирмы охватывает более чем 40-летний период их создания и производства. Фильтры первого поколения используют в качестве промывного агента сжатый воздух (см. рис.6.), в результате чего эксплуатация таких фильтров требует применения либо автономного электросепаратора, либо сменных фильтроэлементов обычного типа. Подобная комплектация системы фильтрации возможна лишь для судового, но никак не тепловозного дизеля. На рисунке фильтр изображен в положении, когда камера 1 включена в режиме промывки фильтрующей поверхности газо-жидкостной смесью, а камера 2 находится в режиме фильтрации. Сжатый воздух подается в камеру 3 фильтрата, сбрасывает с фильтрующей поверхности 4 загрязнения и смывает их из камеры 5 фильтруемой среды в канал 6 для отвода в отдельную емкость.
Стремясь уйти от использования в качестве промывающей среды сжатого воздуха фирма в начале 80-х годов разработала фильтр типа 6.40/6.41 (см. рис.7, и рис.8.). Фильтрующие элементы относятся к элементам свечного типа с движением фильтруемой жидкости изнутри наружу в режиме фильтрации и снаружи вовнутрь в режиме регенерации как и в фильтрах Rellumix, а значит, все сказанное выше относительно работы таких фильт
Случай линейной характеристики проницаемой поверхности
Для сборных коллекторов характерной особенностью является меньшее значение потерь на трение по сравнению со случаем движения жидкости по трубе с непроницаемыми стенками или течением в раздающем коллекторе. Причиной этого является вдув жидкости через боковые стенки, вызывающий оттеснение пограничного слоя вглубь транзитного потока. В результате уменьшается взаимодействие потока с проницаемой поверхностью и основную роль играют инерционные эффекты, обусловленные изменением скоростного напора в канале и реакцией присоединяемых масс жидкости [20, 129]. Таким образом, компонентой вязкого трения в основном уравнении течения (2-1.24) в данном частном случае можно пренебречь.
В такой постановке задача гидродинамики сборного коллектора с глухим торцом была решена Е. А. Шутковым [129]. Краевая задача в более общем виде выглядит следующим образом: Ненулевое значение расхода q0 в торце соответствует случаю наличия транзитного потока через него. Указанный поток в ряде конструкций фильтроэлементов (напр. в СОФ типа 6.46 фирмы Boll&Kirch) вводится с целью недопущения непрерывного накопления загрязнений в застойной зоне.
Аналитическое решение задачи (2-3.1) в случае линейно-квадратичной характеристики удается получить лишь в параметрической форме. Полученные решения в частном случае отсутствия транзитного потока переходят в решения согласно работе [129]: (2-3.4) q( )= Eu + ytg-(Oa Eu + y - для линейного случая; и (2-3.5) qfe) = ,JEu + ysh[ $) - для квадратичного случая характеристики проницаемой поверхности. Скорость движения жидкости через боковую поверхность определяется соотношением (2-1.27). Сравнение значений этих функций у торца дает возможность сделать вывод о влиянии транзитного потока на радиальную скорость движения жидкости. Обозначим через v скорость при ненулевом транзитном
Гидродинамика призматических фильтрующих каналов потоке, а через v0 - соответственно при нулевом потоке. Отношение этих двух величин вблизи торца равно 2 - при линейной характеристике проницаемой поверхности; и (2-3.7) - при квадратичной характеристике. Таким образом, можно видеть, что организуя транзитный поток через торец канала удается интенсифицировать радиальное течение в нем. Происходит подсос жидкости из окружающего пространства в результате сифонного эффекта, являющегося физической интерпретацией полученного результата. Следует отметить, что данный эффект не зависит от направления транзитного потока через торец.
С целью экспериментальной проверки теоретических выкладок и изучения причин неравномерного загрязнения и неравномерной промывки фильтрующих сеток самоочищающихся фильтров были проведены лабораторные исследования течений в плоском Z-образном и цилиндрическом фильтрующих каналах. Z-образные каналы характерны для фильтроэлемен-тов Moatti. Цилиндрические каналы применяются в фильтрах, например, фирм Rellumix, Boll&Kirch, завода "Русский дизель" и Бериславского машиностроительного завода).
Схемы установок и расположения датчиков показаны на рис.1 и рис.2. Использовалась сетка размером 80x40 (-10" м) с ячейкой 40-10"6 (м), коэффициентом "живого" сечения 0,36 и общей площадью перфорации опорного цилиндра осесиммет-ричного фильтроэлемента равной 0,0042 (м ). Фильтровалась водопроводная вода. Перепад давления на всем фильтроэле-менте составлял 630 Па. Измерение давления производилось при помощи водяных манометров с точностью снятия показаний ± 1 мм вод. ст. Температура поддерживалась постоянной на уровне 20..25С.
На рис.3 показано распределение давления вдоль сетки фильтрующего элемента. Наблюдается заметная разница давлений по длине как в подводящем, так и в отводящем каналах. При этом в Z-образном элементе градиенты давлений в подводящем и отводящем каналах имеют разный знак.
Аналогичные результаты были получены для цилиндрического фильтрующего элемента. На рис.4 показаны результаты измерения перепада давлений на незагрязненной сетке.
Для оценки адекватности теоретической модели результаты опытов с фильтроэлементом типа Rellumix были приведены к безразмерному виду путем отнесения значений падения входного давления к перепаду давления на всем элементе: квадратичный вид, тогда теоретическая кривая распределения приведенного давления вдоль канала описывается со отношением (2-2-2.14). Комплекс СО -л/т идентифицируется в эксперименте из условия наилучшей аппроксимации. В результате, наименьшая средняя относительная погрешность 10% достигается при со -уГ] = 0,72 —. На рис.5 показаны экспериментальные Р p(L)-p(0) Для сетчатых фильтрующих поверхностей характеристика имеет точки и теоретическая кривая, построенная согласно изложенной в настоящей главе теории.
Относительная погрешность не превосходит 14% и, по всей видимости, обусловлена влиянием течения на положение датчиков давлений, а также нестабильностью работы водяного насоса, приводящей к колебаниям давления в канале.
В целом можно сделать вывод об удовлетворительном согласовании разработанной математической модели с экспериментом. В пользу теоретических выкладок свидетельствуют также результаты испытаний Boll & Kirch на дизельном стенде ОАО ХК "Коломенский завод", обнаруживающие основные эффекты неравномерности: область скопления загрязнений у заглушённого при работе торца (см. рис.1 п. 1-3) и усталостное разрушение фильтрующей сетки вблизи открытого торца. Ана
Утилизация при помощи сепаратора, установленного в Канале регенерации соф
В ходе фильтрации приводом 14 непрерывно или периодически (шагами) поворачивают распределительное устройство 13, которое последовательно переключает все каналы из положений (а) и (б) в положения (в) и (г). В последних двух состояниях происходит очистка каналов противотоком фильтрата из камеры 6.
Число каналов, одновременно находящихся в состояниях (а), (б), (в) или (г), определяется конструкцией распределительного устройства 13 и может быть различным. Однако, в ходе полного оборота этого устройства все каналы проходят через указанные четыре состояния. Для непрерывного снабжения камеры 8 фильтратом необходимо, чтобы в любой момент времени по меньшей мере один канал находился в состоянии (а).
Последовательность (а)(г)(б)(в) смены состояний является предпочтительной как наиболее согласующаяся с гидродинамикой каналов в том или ином состоянии. Возможные другие варианты последовательности также применимы, поскольку реализуют основную идею способа - реализация принципа тангенциальной фильтрации и реверсирование течения внутри каналов.
На основе принципа тангенциальной фильтрации может быть построен качественно новый тип самоочищающегося фильтра. Конструкция известного (см. [1, 2]) фильтра, исполь зующего механизм тангенциальной фильтрации воздуха, содержит корпус с патрубками для подвода очищаемой среды, отвода фильтрата и сброса отфильтрованных взвесей. Эффективность очистки достигается подачей фильтруемой среды через щелевое сопло с рассекателем касательно к двум вращающимся навстречу потоку фильтрующим барабанам, в результате чего происходи постоянная очистка барабанов набегающей струей фильтруемой среды.
Улучшить самоочистку фильтра при его использовании для очистки вязких сред можно путем организации на его фильтрующей поверхности знакопеременного турбулентного потока очищаемой среды. Эта цель достигается тем, что в известном самоочищающемся фильтре с фильтрующим элементом взаимодействует не менее двух щелевых сопел, из которых по меньшей мере одно направлено против и одно - по направлению перемещения фильтрующего элемента относительно сопел.
Фильтруемая среда (см. рис.4) поступает под давлением в патрубок 2 корпуса 1, разгоняется в соплах 8 и 9 и, поступая в камеру 6, с большой скоростью воздействует на поверхность фильтрующего элемента 5. Поскольку элемент 5 вращается приводом 7 постоянно в одном направлении или попеременно в том и другом направлении, то угол встречи струи с фильтрующей поверхностью в каждой ее точке меняется по величине. Так как одно сопло расположено против и одно - по направлению перемещения фильтрующего элемента относительно сопел, то этот угол встречи дважды меняет направление за каждый оборот элемента 5, что приводит к «раскачке» частиц загрязнений на фильтрующей поверхности. Дополнительный эффект может иметь использование турбулизаторов на стенках корпуса со стороны фильтруемой среды против фильтрующего элемента.
Из камеры 6 фильтруемая среда проходит внутрь элемента 5, оставляя на его поверхности взвеси; фильтрат отводится через патрубок 3. Благодаря интенсивному знакопеременному воздействию струй и их последующей дополнительной турбу-лизации при встрече с турбулизаторами отложившиеся на элементе 5 взвеси сбрасываются, оседают в нижней части камеры бис небольшой долей общего потока среды выводятся из фильтра через патрубок 4.
Самоочищающийся фильтр, использующий принцип тангенциальной фильтрации как дополнительный способ промывки фильтрующей поверхности
Каждый из рассмотренных вариантов конструкции фильтра реализует лишь один из принципов регенерации фильтрующей поверхности. При этом теряются полезные с точки зрения одного подхода эффекты применения другого. Именно: в фильтре, основанном исключительно на тангенциальной промывке фильтрующей поверхности не используется вторичный эффект воздействия подводимого тангенциального потока на задержанные загрязнения, состоящий в уменьшении концентрационной поляризации. Смывание обратным потоком фильтрата загрязнений, разрыхленных моющей тангенциальной струей, улучшало бы очистку фильтра.
Может быть предложена следующая конструкция самоочищающегося фильтра (см. рис.5), очистка фильтрующей поверхности которого основана на совместной работе промывки тангенциальной струей фильтруемой жидкости и обратным потоком фильтрата. Фильтр согласно [127] работает следующим образом. Обрабатываемая дисперсная система, например, суспензия с твердой и/или газовой дисперсной фазой, поступает на вход 2 фильтра и разделяется струйным устройством 13 на два тангенциально ориентированных относительно фильтрующей поверхности 8 и 8 потока, направленных в сторону канала 7 для сбора концентрата. Каждый из этих потоков смывает задержанную фильтрующей поверхностью дисперсную фазу, обеспечивая ее преимущественное движение в сторону канала 7 и образование в нем потока концентрата, удаляемого из фильтра через отвод 4. Такая локализация смываемой дисперсной фазы внутри канала 7 препятствует ее распространению на фильтрующую поверхность, расположенную вне этого канала и позволяет организовать активную канализацию загрязнений в сторону отвода 4 концентрата. Те компоненты дисперсной фазы, которые не удалось смыть с фильтрующей поверхности тангенциальным потоком, смываются обратным потоком фильтрата при прохождении зоны приемного сопла 11 (11 ) и выводятся из фильтра через отвод 5. Движение фильтрующей поверхности 8 (8 ) по ходу тангенциального потока в сторону приемного сопла исключает повторное уплотнение дисперсной фазы после уменьшения концентрационной поляризации входным потоком. Это облегчает процесс промывки фильтрующей поверхности обратным потоком фильтрата. Вое
Лабораторные и стендовые испытания самоочищающихся фильтров типа 6.46 (boll&kirch), и Lam280 (моатті)
Наибольший эффект промывки рабочей поверхности достигается в тангенциальном фильтре с возможностью его промывки обратным током фильтрата. На рис.7 показан модуль с возможностью такой регенерации самоочищающегося фильтра. Самоочищающийся фильтр выполнен в виде двух фильтров 9 и 9 , полость 12 и 12 фильтруемой среды которых подключается поочередно вторым соединительным устройством 13 к выходу 4 насоса 2. При этом устройство 13 выполнено в виде трехходового крана 43 с приводом 44. Каждый из фильтров имеет шламовую полость 11 (1Г), сообщенную с соответствующим устройством 17 (17 ) отвода загрязнений. При работе фильтров 9 и 9 в любом из режимов указанные устройства отвода загрязнений осуществляют управление давлением фильтрата на выходе 16 устройства подачи фильтрата 15 потребителю 33.
Первое 7 и второе 13 соединительные устройства, а также устройство 15 постоянной или с перерывами подачи фильтрата, могут быть выполнены в виде элементов гидравлических и/или пневматических сетей и/или элементов трубопроводов и /или соединительных каналов, содержать элементы трубопроводной арматуры или хотя бы один масляный насос. На рис.8 представлен вариант системы смазки с одним нагнетательным насосом, в которой устройство 17 отвода загрязнений управляется давлением фильтрата на выходе 16 устройства 15 подачи фильтрата во внутреннюю систему смазки двигателя 33. В данном случае управление сводится к стабилизации давления на заданном уровне вне зависимости от влияния таких факторов, как изменение производительности насоса 2 (с изменением частоты вращения коленчатого вала двигателя, изменение вязкости масла при изменении его температуры, а также степень загрязнения фильтрующей поверхности 10 фильтра 9. При этом среда, сбрасываемая из системы при управлении давлением фильтрата, используется для интенсификации самоочистки фильтра 9, который в этом случае работает в режиме, так называемой "шоковой" промывки, что улучшается его регенерацию. На рис.9 показан другой вариант исполнения модуля, в котором для разгрузки нагнетательного насоса 2 часть узлов системы смазки (терморегулятор 49 и теплообменник 50) вынесены в контур другого насоса 52. Преимуществом этой схемы является более низкий уровень давления на выходе насоса 2 и, как следствие, улучшенные условия управления параметрами фильтрата - давлением масла перед двигателем 33.
С износом ДВС в процессе его эксплуатации уменьшается сопротивление внутренней системы смазки двигателя из-за увеличения зазоров в парах трения. Поэтому для обеспечения нужного давления на входе фильтрата в двигатель за весь срок службы ДВС нагнетательный насос 2 всегда проектируется на большую производительность, чем требуемый двигателю 33 расход фильтрата. Как правило, сброс из напорного контура системы смазки избыточной среды начинается с определенного значения частоты вращения коленчатого вала. С этого значения частоты вращения начинается процесс управления такими параметрами фильтрата в системном модуле, как, например, давление на выходе 16 устройства 15 подачи фильтрата. Указанная частота всегда выше значения пусковой частоты вращения коленчатого вала и чаще всего ближе к номинальной. Двигатель может быть выполнен для работы при стохастических режимах изменения частоты вращения коленчатого вала, что в подавляющем большинстве случаев имеет место на практике. Для такого двигателя целесообразно, чтобы частота вращения коленчатого вала, выше которой производительность нагнетательного насоса больше требуемого для двигателя расхода фильтрата, не превышала частоты, отличающейся в меньшую сторону от среднеэксплуатационного значения по меньшей мере на величину среднего квадратичного отклонения. Выполнение этого условия в случае нормального закона распределения режимов нагружения гарантирует использование заложенных в системном модуле возможностей по меньшей мере для 84% всех нагрузочных режимов.
Модуль может быть выполнен с устройством отвода загрязнений, содержащим по меньшей мере один вспомогательный фильтр, вход которого сообщен через элементы гидравлических, и/или пневматических сетей, и/или элементы трубопроводов, и/или соединительные каналы с источником давления, а выход -с выходом устройства отвода загрязнений (см. рис.10) [89].
Наилучшим конструкторским решением по утилизации отводимых загрязнений является использование в качестве вспомога Глава 3. Влияние схемных решений на загрязненность масла тельного фильтра 75 центробежного утилизатора загрязнений, не требующего замены отработанных фильтрующих элементов. Если фильтруемой средой является суспензия, то центробежный очиститель может быть выполнен в виде центрифуги с реактивным приводом ротора, вход которой может быть сообщен со входом регулируемого дросселя 20, либо может быть выполнен с вращающимся ротором, приводимым во вращение электродвигателем.
Если при фильтрации суспензии устройство отвода загрязнений содержит гаситель 58 пульсаций давления прокачиваемой среды, то это стабилизирует регулируемые параметры фильтрата, облегчает не только управление ими, но и детерминирует процесс самоочистки фильтра 9. В этом случае указанный процесс может интенсифицироваться в соответствии с принятым законом управления параметрами фильтрата без влияния стохастических пульсаций давления [132]. Вариант гасителя пульсаций давления представлен на рис.11, где вспомогательный фильтр 75 выполнен в виде центрифуги с реактивным приводом 83 ротора 84. Ротор 84 установлен на вертикальной оси 85, которая выполнена с тупиковой воздушной полостью 86. Вход 87 этой полости сообщен со входом 74 центрифуги 75. При резких изменениях давления жидкости в системе полость 86 воспринимает из системы излишек среды или восполняет ее дефицит, уменьшая тем самым амплитуду пульсаций и облегчая работу напорного клапана 20, который в данном случае выполнен заодно с центрифугой 75.
